一種利用枯草芽孢桿菌發酵製備尾礦淋洗液的方法與流程
2023-10-17 02:25:54 2
本發明涉及尾礦修復技術領域，尤其涉及一種利用枯草芽孢桿菌發酵製備尾礦淋洗液的方法。
背景技術：
我國是一個礦業生產大國，礦產的開採利用在極大地促進經濟發展的同時也帶來很大的環境汙染問題，這些問題主要是由於尾礦渣中含有大量的重金屬汙染物造成的。尾礦是礦業冶煉的廢棄物之一，它的堆放不僅佔用王地資源，還會對周圍環境造成極大汙染破壞，導致礦區及周邊土壤質量下降，破壞生態系統的正常功能，危害人類健康。尾礦的堆積嚴重地破壞了土地資源的自然生態環境，破壞自然景觀，有很多城市鄉郊和和風景旅遊區已被佔用，形勢十分嚴峻。
尾礦具有雙重性，除了其危害性還是一種寶貴的資源，其堆置不但汙染了環境，還是對再生資源的嚴重浪費。尾礦根據篩選程度分類可分為初級尾礦和最終尾礦，前者中含有可再選的金屬礦和非金屬礦，有價金屬數量還不少；後者可用來制砂或作為建築材料的原料，如制磚或者作水泥。因此尾礦雖其品位較低，但是仍具有較高的經濟價值，若將其長期堆放，不及時回收和利用，不僅會汙染環境，而且極大地浪費了國家礦產資源，給國民經濟帶來了直接的損失。
目前國內外主要採用較為常見的物理、化學和生物修複方法，通過原位修復或異位修復的方法對尾礦進行修復。物理修復適宜於修復汙染濃度高、面積小的尾礦, 但容易破壞土壤結構，工程量大、能耗大、費用高，具有較大的局限性；生物修復能夠降低重金屬在環境中的遷移，但是修復周期長，易受到氣候、地質條件和尾礦類型等的限制；化學來降低重金屬的生物有效性，但容易破壞土壤結構，且化學藥劑用量大，費用高，只適用於汙染嚴重且面積較小的尾礦修復。
技術實現要素：
基於背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種利用枯草芽孢桿菌發酵製備尾礦淋洗液的方法，原料簡單易得，製備工藝簡單，大大降低了製備成本，而且不會帶來二次汙染。
本發明提出的一種利用枯草芽孢桿菌發酵製備尾礦淋洗液的方法，包括如下步驟：
S1、粉碎豆或豆粕至粒徑為2-3mm，加水混合後高溫滅菌，冷卻至室溫後加入枯草芽孢桿菌粉末，置於恆溫搖床上培養48-72h，恆溫搖床的培養溫度為28-30℃，恆溫搖床轉速為120-160rpm，得到發酵混合液；
S2、將發酵混合液靜置沉澱完全後，取上層液體即為尾礦淋洗液。
優選地，S1中，發酵用的原材料可選用豆或豆粕。
優選地，S1中，粉碎後的豆或豆粕與水的質量體積比（g/L）為4-6：8-10，粉碎後的豆粕與枯草芽孢桿菌的質量體積比（g/L）為4-6:0.5-1.5。
優選地，S1中，高溫滅菌的溫度為115-125℃，高溫滅菌的時間為15-30min。
取5.000g鉛尾礦粉末，該樣品中鉛濃度為79000mg/kg，加入50ml本發明製得的尾礦淋洗液，置於搖床上以150rpm的速度振蕩4h，靜置完全沉澱後，取上清液檢測溶液中鉛的含量。結果顯示，溶液中鉛的含量達到了34300 mg/kg，即尾礦中鉛的淋洗率達到43.4%。
本發明採用豆或豆粕經枯草芽孢桿菌發酵後獲得，原料簡單易得，大大降低了尾礦淋洗液成本，而且實現廢棄生物材料的清潔、循環利用，經上述實驗證實本發明對尾礦重金屬鉛的淋洗率高，且不會對尾礦治理帶來二次汙染。主要機理是發酵主要產物小肽能與重金屬離子進行絡合，是其從尾礦表面解離，而且發酵產生的有機酸混合物液也有類似作用,從而可進一步提升對尾礦重金屬的淋洗效率。
具體實施方式
下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
實施例1
本發明提出的一種重金屬鉛汙染土壤淋洗液的製備方法，包括如下步驟：
1、粉碎豆至粒徑為2mm，加水混合後高溫滅菌，冷卻至室溫後加入枯草芽孢桿菌粉末，置於恆溫搖床上培養48h，恆溫搖床的培養溫度為28℃，恆溫搖床轉速為120rpm，得到發酵混合液；
2、將發酵混合液靜置沉澱完全後，取上層液體即為尾礦淋洗液。
取5.000g鉛尾礦粉末，該樣品中鉛濃度為79000mg/kg，加入50ml本發明製得的尾礦淋洗液，置於搖床上以150rpm的速度振蕩4h，靜置完全沉澱後，取上清液檢測溶液中鉛的含量。結果顯示，溶液中鉛的含量達到了34180 mg/kg，即尾礦中鉛的淋洗率達到43.3%。
實施例2
本發明提出的一種重金屬鉛汙染土壤淋洗液的製備方法，包括如下步驟：
1、粉碎豆粕至粒徑為3mm，加水混合後高溫滅菌，冷卻至室溫後加入枯草芽孢桿菌粉末，置於恆溫搖床上培養72h，恆溫搖床的培養溫度為30℃，恆溫搖床轉速為150rpm，得到發酵混合液；
2、將發酵混合液靜置沉澱完全後，取上層液體即為尾礦淋洗液。
取5.000g鉛尾礦粉末，該樣品中鉛濃度為79000mg/kg，加入50ml本發明製得的尾礦淋洗液，置於搖床上以150rpm的速度振蕩4h，靜置完全沉澱後，取上清液檢測溶液中鉛的含量。結果顯示，溶液中鉛的含量達到了35460 mg/kg，即尾礦中鉛的淋洗率達到44.9%。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。